2022年

Stochastic gradient descent (SGD) is one of the preferred online optimization algorithms. However, one of its major drawbacks is its predisposition to forgetting previous data when optimizing through a data stream, also known as catastrophic interference. In this project, we attempt to mitigate this drawback by proposing a new low-cost approach which incorporates backward queried images with SGD during online training. Under this new approach, we propose that for every new training sample through the data stream, the neural network is optimized using the corresponding backward queried image from the initial dataset. After compiling the accuracy of the proposed method and SGD under a data-stream of 50,000 training cases with 10,000 test cases and comparing our algorithm to SGD, we see substantial improvements in the performance of the neural network with two different MNIST datasets (Fashion and Kuzushiji), classifying the MNIST datasets at a high accuracy for the mean, minimum, lower quartile, median, and upper quartile, while maintaining lower standard deviation in performance, demonstrating that our proposed algorithm can be a potential alternative to online SGD.

本研究將以BiOCl、BiOBr以及Pd/BiOCl的晶體製備二氧化碳還原之光觸媒，用以還原二氧化碳，期許能製造出具有經濟價值的還原產物，以緩解全球暖化並利用可再生能源。此外，我們藉由探討此類晶體在二氧化碳還原中的差異，比較加入不同鹵族元素及是否摻入鈀金屬對於光催化還原二氧化碳效率及產物的影響。 合成晶體後，我們透過X射線衍射儀(XRD)、掃描式電子顯微鏡(SEM)、能量散射X射線譜(EDX)進行晶體的鑑定，也確定Pd/BiOCl的晶體結構是以BiOCl為主體，且Pd鑲嵌在其表面。我們也以X光光電子能譜儀(XPS)了解晶體的鍵結型態及推測不同晶體表面的OVs相對含量，並以紫外光/可見光光譜儀(UV-vis)檢測樣品的能隙，推測其光催化性能。 我們發現摻入鈀的BiOCl晶體結構為分散的片狀結構，是三種晶體中唯一的奈米晶體，且能隙為三者中最小(2.46eV)、表面OVs含量也增加；表面附著的Pd奈米金屬顆粒更可以協助主催化劑的電子-電洞對維持分離狀態，促進其光催化效率。 最後我們將合成的BiOCl、BiOBr以及Pd/BiOCl晶體應用於光催化還原二氧化碳，並以氣相層析熱導偵測器(GC-TCD)及氣相層析質譜儀(GC-MS)檢測產物種類及產率，發現還原出的氣體產物有H2、CO、CH4。而總還原產物及含碳還原產物的產率皆以Pd/BiOCl為最高。

缺氧（Hypoxia）在癌症中，影響腫瘤微環境（Tumor microenvironment，TME）的重塑扮演重要的角色。原位癌細胞與欲轉移之遠端器官的微環境間，會透過細胞外囊泡（extracellular vesicles，EVs）進行細胞間相互作用，對於轉移前腫瘤微環境（Pre-metastatic niche，PMN）的形成和轉移過程至關重要。 本研究目的在闡明缺氧條件下，肺腺癌如何透過產生的外囊泡重塑肝臟轉移前微環境。結果顯示缺氧刺激肺癌產生的細胞外泌體（Exosome）增加了肝臟星狀細胞（hepatic stellate cell，HSC）活化和血管生成。由於缺氧肺癌所分泌的EVs含有CD151蛋白，促進HSC的活化和血管新生。缺氧肺癌所產生的Exosome增 加了HSC和內皮細胞中FAK（focal adhesion kinase）、Src（SRC proto-oncogene, non-receptor tyrosine kinase）和AKT（AKT serine/threonine kinase）通路的激活。 總結此實驗證實了缺氧腫瘤衍生的Exosomes，探討其中富含的CD151機制，活化了HSC與特別的訊息傳遞於細胞中，調節肝臟PMN的形成。因此CD151可作為肺腺癌轉移至肝臟的新治療靶點。

將一個n個點的圈，中間新增一個點u，使得點u與圈上所有的點皆相連，這種特殊的圖類稱為Wheel，若n為奇數，則稱為奇數Wheel；若n為偶數，則稱為偶數Wheel。一個圖若賦予每條邊特定的方向性，稱為此圖的一個定向。對於Wheel這類的圖形設計一個特殊的定向，我們欲分析定向中特殊的有向子圖數量，過程中運用了許多的代數手法，從中發現奇數Wheel與費氏數列的關連性以及組合性質；同時也將研究問題延伸至Chebyshev第二類多項式，運用高等數學中的Girard-Waring Formula來論證我們對偶數Wheel的研究結果。然而圖的定向是研究列表著色的工具之一，我們也將這個特殊定向的組合性質運用在列表著色問題上。對於一般的圖形，若在原圖上新增一條路徑，我們也探討了新圖形為可列表著色的充分條件。

現代民眾獲取新聞的途徑逐漸轉移到網路媒體，然而在網路資訊快速傳播以及媒體為追求報導曝光度以增加金錢利益的情形下，片面、誘導等形式的新聞標題與短句訊息在新聞媒體傳播中日益嚴重；本次研究透過Fake News Challenge提供的Stance Detection dataset，運用深度學習與遷移學習方法訓練可預測兩文本之間相關程度的自然語言處理模型，在過程中改善調參及訓練方式，並將其實際運用在預測美國新聞媒體於Facebook網路社群平台發文推播新聞的同時所附的短句與新聞報導文本內容之間的相關關係程度，分析社群平台中新聞可能造成的誤導式文句是否實際造成片面報導，而影響了受眾對於媒體的使用程度與信任程度。使此模型有助即時預警社群平台上的報導資訊型態品質，輔助使用者獲取新聞時所應具備的媒體識讀能力，進而改善片面報導於網路的流竄，同時提升未來媒體生態。

Microplastics are tiny invisible plastic pieces that are piling up in the marine environment emerging as one of the many environmental issues which our planet is facing today. Researches for the removal of these particles are important because studies that have been made so far haven't come up with an effective solution. This project aimed to detect microplastics and remove them from aqueous environments with an effective and practical method then it was aimed to determine the removal amount of microplastics by optical measurements with the developed system. Firstly, the magnetic carbonanotubes (m-CNT) which is intended to hold onto the surfaces of microplastics was synthesized and added to the mixture of microplastics. Then the magnet within a glass tube was passed through the mixture and the sample was cleared of microplastics. A spectrometer was made to monitor this process and after its calibration, it was used to measure coffees with different concentrations. It has been shown that their concentrations can be determined by calculating the transmission values and Rayleigh scattering. In the end, it has shown that there are no micro or nano-sized plastic particles when removed with M-CNT, within the accountable range of the spectrometer that had been made. Hence the removal of the microplastics: an invisible threat for the environment has been studied by combining nanomaterials with unique surface properties in the removal process and an optical principle such as Rayleigh scattering, a new technique has been developed that can measure quickly, economically,

本實驗藉由操控目標字鄰群大小及是否最高頻兩項變因，研究國、高中生在是否具有「聲旁規則性」與「鄰群發音一致性」的情況下，兩群漢字的辨識歷程，由實驗可知： 一、 國、高中生對於具有「聲旁規則性」及「鄰群發音一致性」，與不具有「聲旁規則性」及「鄰群發音一致性」兩種情況下的漢字辨識歷程中，大鄰群目標字的辨識時間較小鄰群目標字長，即「大鄰群」因素在其漢字辨識歷程中產生了「抑制作用」。 二、 本實驗中，「非最高頻」鄰群目標字的辨識時間較「最高頻」鄰群目標字長。即「最高頻」因素在國、高中階段的漢字辨識歷程中未產生「抑制作用」。 三、 國、高中階段受試者雖皆呈現出「大鄰群」的「抑制作用」且未顯示「最高頻」因素的「抑制作用」，但兩者相較之下，可由Naming之實驗發現，高中生的漢字辨識歷程已更趨近於成人。

本研究利用合成生物學技術開發的創新基因組篩檢平台PRISM(v2.0)，採用合成轉錄因子(crispr-TF)辨認DNA但不進行剪切，透過修改CRISPR/Cas的PAM-interacting (PI) domain序列打破其辨認限制，由原本NGG序列變成可以結合NAG的序列，提升crispr-TF在高通量基因組的篩選能力，期待未來可以做出辨認NNN序列，以此技術初步成功建構Chk2/Rad53所參與的基因網絡，讓失去Chk2/Rad53功能的酵母菌能在DNA損傷的情況生存。Chk2/Rad53蛋白磷酸酶在DNA修復的訊息傳遞中調控龐大的基因網絡，其中潛在大量不同調控路徑聯結的組合性，過去的研究都無法有效地分析且重建完整的DNA修復機制。未來將進一步探討Chk2/Rad53調控的下游基因組，並以此新技術和研究應用於複雜腫瘤與老化疾病的預防及治療。

肺癌為全球最常被診斷的癌症之一，主要分為非小細胞肺癌與小細胞肺癌，其中小細胞肺癌是最具侵略性、致死性且預後最差的肺癌。目前針對小細胞肺癌仍未有有效的療法。 本研究探討花生外皮萃取出之山奈酚醣苷衍生物 kaempferol 3-O-β-d-xylopyranosyl-(1→2)-α-l-rhamnopyranosyl-7-O-α-l-rhamnopyranoside 對小細胞肺癌的抗癌功效。我們發現細胞株H1688經藥物處理後細胞存活率明顯降低，以流式細胞儀細胞週期分析，隨藥物劑量增加時 sub G1 期細胞數明顯上升；以 Annexin V 觀察發現藥物劑量增加時細胞逐漸走向晚期凋亡，此外，隨劑量增加 c-PARP、caspase-3、-3和 -9 的蛋白表達都有增進，同時也造成粒線體膜電位下降與 cytochrome c 釋放，另外我們透過西方墨點法分析發現隨著藥物劑量的增加，p53蛋白的表現量下降且有磷酸化的現象，並且在經過咖啡因的處理後藥物對細胞株的毒殺作用更加明顯，由實驗結果可知kaempferol 3-O-β-d-xylopyranosyl-(1→2)-α-l-rhamnopyranosyl-7-O-α-l-rhamnopyranoside能夠良好的誘導H1688細胞凋亡，有潛力成為治療小細胞肺癌的藥物。

生質能源製程中，常將植物細胞壁中的纖維素進行水解，此反應在高溫環境中進行較具商業優勢，故開發耐高溫的纖維素酶具重要性。發現自嗜熱菌Geobacillus sp. 70PC53的纖維素內切酶GsCelA 在高溫中具高活性。初步研究發現 GsCelA 蛋白質序列 N 端後第 315 和第 316 個胺基酸間會發生自我斷裂現象，導致酵素活性及熱穩定性提升。本實驗在 GsCelA 的 N 端及 C 端分別製造定點突變，探討 GsCelA 自我斷裂性質。實驗結果顯示突變GsCelA 自我斷裂速率較低，而 EDTA 可抑制自我斷裂現象；已斷裂 GsCelA 可催化自我斷裂發生，而 N 端突變之已斷裂 GsCelA 不具此性質。整體實驗結果顯示GsCelA 自我斷裂受已斷裂GsCelA 催化且為一正回饋機制，並且本次的N端突變區段在催化GsCelA自我斷裂作用上是必要的。